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一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路
申请号	CN202410071088.X	申请日	2024-01-17	公开(公告)号	CN117908613A	公开(公告)日	2024-04-19
申请人	圣邦微电子(北京)股份有限公司;			发明人	李纪桐;
摘要	一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路，通过RC延时产生基准源，将本时刻电压与上一时刻电压做比较，对低压源进行调整，进而提高regulator瞬态响应，其特征在于，包括栅极与比较器输出端连接的第一NMOS管，所述第一NMOS管的漏极分别连接参考电流源Iref的入端、第二PMOS管的漏极和栅极以及第四PMOS管的栅极，所述第一NMOS管的源极通过第二电阻 R1接地，所述参考电流源Iref的出端接地，所述第二PMOS管和第四PMOS管均源极接电源电压端Vdd，所述第四PMOS管作为电流源为稳压器Regulator提供电流，所述稳压器Regulator产生输出低压源Vreg，输出低压源负载Iload的入端接Vreg，出端接地，所述比较器的输入侧分别接入Vreg和Vreg通过RC电路生成的延时输入电压Vreg_d。
权利要求	1.一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路，其特征在于，包括分别连接Regulator的电路状态判定模块和电流补偿电路，所述电路状态判定模块用于判断Regulator电路是否处于平衡状态，进而判断Regulator电路是否需要进行电流补偿；所述电流补偿电路用于当Regulator电路需要进行电流补偿时对Regulator电流源进行电流补偿。 2.根据权利要求1所述的应用于Regulator的瞬态响应提高电路，其特征在于，所述电路状态判定模块由延时电路与比较器组成。 3.根据权利要求2所述的应用于Regulator的瞬态响应提高电路，其特征在于，所述电流补偿电路由第一NMOS管与第二电阻R1组成。 4.根据权利要求3所述的应用于Regulator的瞬态响应提高电路，其特征在于，所述Regulator电流源由参考电流源Iref、第二PMOS管、和第四PMOS管组成。 5.根据权利要求4所述的应用于Regulator的瞬态响应提高电路，其特征在于，第一NMOS管的栅极与比较器输出端连接，所述第一NMOS管的漏极分别连接参考电流源Iref的入端、第二PMOS管的漏极和栅极以及第四PMOS管的栅极，所述第一NMOS管的源极通过第二电阻R1接地，所述参考电流源Iref的出端接地，所述第二PMOS管和第四PMOS管均源极接电源电压端Vdd，所述第四PMOS管作为电流源为稳压器Regulator提供电流，所述Regulator产生输出低压源Vreg，输出低压源负载Iload的入端接Vreg，出端接地，所述比较器的输入侧分别接入Vreg和Vreg通过延时电路生成的延时输入电压Vreg_d。 6.根据权利要求5所述的应用于Regulator的瞬态响应提高电路，其特征在于，所述延时电路为RC电路。 7.根据权利要求6所述的应用于Regulator的瞬态响应提高电路，其特征在于，所述RC电路包括与所述比较器的正向输入端分别连接的电容C和第一电阻R0，所述电容C的另一端接地，所述第一电阻R0的另一端和所述比较器的负向输入端均接入Vreg，所述比较器的正向输入端接入Vreg_d。 8.根据权利要求6所述的应用于Regulator的瞬态响应提高电路，其特征在于，所述RC电路包括与所述比较器的负向输入端分别连接的电容C和第一电阻R0，所述电容C的另一端接地，所述第一电阻R0的另一端和所述比较器的正向输入端均接入Vreg，所述比较器的负向输入端接入Vreg_d。 9.根据权利要求1所述的应用于Regulator的瞬态响应提高电路，其特征在于，所述Regulator为独立的Regulator，或者为Bandgap中的Regulator模块，或者为LDO中的Regulator模块。
说明书全文	一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路技术领域 [0001] 本发明涉及稳压器电路技术领域，特别是一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路。背景技术 [0002] 高压产品往往需要在内部集成一个初始regulator电路来产生一个稳定的低压源(regulator即稳压器)，并将低压电路做在此低压源下。当电源电压变化时，Regulator的响应速度将影响低压源的稳定性。当低压源变化过大时，将影响低压电路的性能，甚至导致电路功能出错。但是因为低压电路都做在此低压源下，所以在芯片内部产生一个稳定基准电压来为此低压源做基准是很困难的，也就无法对低压源进行调整,导致regulator瞬态响应慢。发明内容 [0003] 本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路，通过RC延时产生基准源，将本时刻电压与上一时刻电压做比较，对低压源进行调整，进而提高regulator瞬态响应。 [0004] 本发明的技术解决方案如下： [0005] 一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路，所述Regulator为独立的Regulator，或者为Bandgap中的Regulator模块，或者为LDO中的Regulator模块，其特征在于，包括分别连接Regulator的电路状态判定模块和电流补偿电路，所述电路状态判定模块用于判断Regulator电路是否处于平衡状态，进而判断Regulator电路是否需要进行电流补偿；所述电流补偿电路用于当Regulator电路需要进行电流补偿时对Regulator电流源进行电流补偿。 [0006] 所述电路状态判定模块由延时电路与比较器组成。 [0007] 所述电流补偿电路由第一NMOS管与第二电阻R1组成。 [0008] 所述Regulator电流源由参考电流源Iref、第二PMOS管、和第四PMOS管组成。 [0009] 包括栅极与比较器输出端连接的第一NMOS管，所述第一NMOS管的漏极分别连接参考电流源Iref的入端、第二PMOS管的漏极和栅极以及第四PMOS管的栅极，所述第一NMOS管的源极通过第二电阻R1接地，所述参考电流源Iref的出端接地，所述第二PMOS管和第四PMOS管均源极接电源电压端Vdd，所述第四PMOS管作为电流源为稳压器Regulator提供电流，所述Regulator产生输出低压源Vreg，输出低压源负载Iload的入端接Vreg，出端接地，所述比较器的输入侧分别接入Vreg和Vreg通过延时电路生成的延时输入电压Vreg_d。 [0010] 所述延时电路为RC电路。 [0011] 所述RC电路包括与所述比较器的正向输入端分别连接的电容C和第一电阻R0，所述电容C的另一端接地，所述第一电阻R0的另一端和所述比较器的负向输入端均接入Vreg，所述比较器的正向输入端接入Vreg_d。 [0012] 所述RC电路包括与所述比较器的负向输入端分别连接的电容C和第一电阻R0，所述电容C的另一端接地，所述第一电阻R0的另一端和所述比较器的正向输入端均接入Vreg，所述比较器的负向输入端接入Vreg_d。 [0013] 当Vreg＝Vreg_d，所述比较器输出为低，则所述第一NMOS管关闭，不产生静态电流。 [0014] 当Vdd变化或负载Iload变化导致Vreg电压不稳定时，因为RC电路产生的延时导致Vreg_d不能立刻跟随Vreg变化。 [0015] Vreg瞬间降低使得Vreg_d＞Vreg+Vos时，所述比较器输出为高，则所述第一NMOS管导通并产生导通电流I＝(VH‑Vgsn1)/R1，Vos是比较器的失调电压，VH是比较器输出电压即第一NMOS管的栅压，Vgsn1是第一NMOS管的栅源电压，I通过对电流源做补偿使得Vreg回归正常。 [0016] Vreg瞬间升高使得Vreg＞Vreg_d+Vos时，所述比较器输出为高，则所述第一NMOS管导通并产生导通电流I＝(VH‑Vgsn1)/R1，Vos是比较器的失调电压，VH是比较器输出电压即第一NMOS管的栅压，Vgsn1是第一NMOS管的栅源电压，I通过对电流源做补偿使得Vreg回归正常。 [0017] 本发明的技术效果如下：本发明一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路，利用RC电路、比较器、第一NMOS管和第二电阻组成的瞬态响应加速电路，通过RC电路的延时属性产生基准电压，通过基准电压与Vreg的比较控制比较器输出翻转，进而控制第一NMOS管的导通以产生导通电流补充到Regulator电路电流源中，使环路响应加快，Regulator的输出低压源Vreg迅速回到正常电压值，从而提高Regulator瞬态响应。附图说明 [0018] 图1是实施本发明一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路的结构示意图。 [0019] 图2是实施本发明一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路的另一结构示意图。 [0020] 图中标记说明如下：Vdd‑电源电压；MP2‑第二PMOS管；MP4‑第四PMOS管；MN1‑第一NMOS管(其导通电流I＝(VH‑Vgsn1)/R1，VH是其栅极电压，Vgsn1是其栅源电压，R1是第二电阻)；Vreg‑输出低压源；R0‑第一电阻；C‑电容；R1‑第二电阻；Iref‑参考电流源；Iload‑负载电流源(或输出低压源负载)；Vreg_d‑延时输入电压；COMP‑比较器(其输出电压VH即MN1的栅压，其失调电压Vos)；Regulator‑稳压器(其具有接地端，和电源端或电源电压Vdd接入端，以及与MP4漏极相连接的电流源接入端)。具体实施方式 [0021] 下面结合附图(图1‑图2)和实施例对本发明进行说明。 [0022] 本文中的诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0023] 图1是实施本发明一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路的结构示意图。图2是实施本发明一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路的另一结构示意图。参考图1至图2所示，一种应用于Regulator的瞬态响应提高电路，包括分别连接Regulator的电路状态判定模块和电流补偿电路，所述电路状态判定模块用于判断Regulator电路是否处于平衡状态，进而判断Regulator电路是否需要进行电流补偿；所述电流补偿电路用于当Regulator电路需要进行电流补偿时对Regulator电流源进行电流补偿。所述电路状态判定模块由延时电路与比较器组成。所述电流补偿电路由第一NMOS管MN1与第二电阻R1组成。所述Regulator电流源由参考电流源Iref、第二PMOS管MP2、和第四PMOS管MP4组成。 [0024] 包括栅极与比较器COMP输出端连接的第一NMOS管MN1，所述第一NMOS管MN1的漏极分别连接参考电流源Iref的入端、第二PMOS管MP2的漏极和栅极以及第四PMOS管MP4的栅极，所述第一NMOS管MN1的源极通过第二电阻R1接地，所述参考电流源Iref的出端接地，所述第二PMOS管MP2和第四PMOS管MP4均源极接电源电压端Vdd，所述第四PMOS管作为电流源为稳压器Regulator提供电流，所述Regulator产生输出低压源Vreg，输出低压源负载Iload的入端接Vreg，出端接地，所述比较器COMP的输入侧分别接入Vreg和Vreg通过延时电路生成的延时输入电压Vreg_d。所述延时电路为RC电路。 [0025] 参考图1，所述RC电路包括与所述比较器COMP的正向输入端(+)分别连接的电容C和第一电阻R0，所述电容C的另一端接地，所述第一电阻R0的另一端和所述比较器COMP的负向输入端(‑)均接入Vreg，所述比较器COMP的正向输入端(+)接入Vreg_d。 [0026] 参考图2，所述RC电路包括与所述比较器COMP的负向输入端(‑)分别连接的电容C和第一电阻R0，所述电容C的另一端接地，所述第一电阻R0的另一端和所述比较器COMP的正向输入端(+)均接入Vreg，所述比较器COMP的负向输入端(‑)接入Vreg_d。 [0027] 当Vreg＝Vreg_d，所述比较器COMP输出为低，则所述第一NMOS管MN1关闭，不产生静态电流。当Vdd变化或负载Iload变化导致Vreg电压不稳定时，因为RC电路产生的延时导致Vreg_d不能立刻跟随Vreg变化。 [0028] 参考图1，Vreg瞬间降低使得Vreg_d＞Vreg+Vos时，所述比较器输出为高，则所述第一NMOS管导通并产生导通电流I＝(VH‑Vgsn1)/R1，Vos是比较器的失调电压，VH是比较器输出电压即第一NMOS管的栅压，Vgsn1是第一NMOS管的栅源电压，I通过对电流源做补偿使得Vreg回归正常。 [0029] 参考图2，Vreg瞬间升高使得Vreg＞Vreg_d+Vos时，所述比较器输出为高，则所述第一NMOS管导通并产生导通电流I＝(VH‑Vgsn1)/R1，Vos是比较器的失调电压，VH是比较器输出电压即第一NMOS管的栅压，Vgsn1是第一NMOS管的栅源电压，I通过对电流源做补偿使得Vreg回归正常。 [0030] 本发明通过RC延时产生基准源，将本时刻电压与上一时刻电压做比较，对低压源进行调整，进而提高regulator瞬态响应。 [0031] 如图1所示的高瞬态响应的Regulator电路，其中，电阻R0、R1，电容C，晶体管MN1与比较器COMP组成瞬态响应加速电路，提高Regulator瞬态响应。Vdd为电源电压，Vreg为Regulator产生的低压源。 [0032] 在比较器COMP中，通过改变比较器输入对尺寸，在人为填加了Vos(失调电压offset voltage)。当电路达到平衡时，虽然比较器两输入电压相等，但是因为Vos的存在，比较器输出仍为低。这样当Regulator电路达到平衡时，Vreg＝Vreg_d，COMP输出为低，MN1管关闭，不产生静态电流。 [0033] 当Vdd变化或负载Iload变化导致Vreg电压不稳定时，因为RC电路产生的延时导致Vreg_d不能立刻跟随Vreg变化。Vreg瞬间降低时，在Vreg变化过程中，Vreg_d>Vreg，当Vreg_d>Vreg+Vos时，比较器将发生翻转，输出为高。此时MN1管导通，产生电流I1＝(VH‑Vgsn1)/R1，补充到Regulator电路电流源中，使环路响应加快，Vreg迅速回到正常电压值。 [0034] 如图2所示，交换Vreg与Vreg_d在比较器输入中的位置，当Vreg瞬间升高时，Vreg_d [0035] 本发明还可以将图1、图2两种比较器同时使用，无论Vreg瞬间变高还是变低，都可以补偿电流，使其快速响应。应用背景也不仅限于Regulator，还可以应用到Bandgap带隙、LDO(Low Dropout Regulaor，低压差线性稳压器)等需要快速响应的电路中以提高电路瞬态响应。RC延时的方式也可以在无电压基准时，帮助产生基准电压。 [0036] 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。